بهینه سازی چند هدفه قالب در فرآیند شکل دهی ورق

این رساله، روشی را برای کمک به طراحان در زمینه بهینه سازی شکل دهی ورق ارائه می دهد که در آن از مدل سطح پاسخ و تحلیل اجزاء محدود همراه با الگوریتم ژنتیک چند هدفه بر پایه جبهه پارتو، استفاده گردیده است. در طراحی سنتی فرآیند شکل دهی ورق تجربه طراح سهم زیادی دارد و روند آن به صورت آزمون و خطا می باشد. علاوه بر این برای یک مسئله پیچیده، در نظر گرفتن تعداد زیادی از پارامترها مشکل ساز می شود. همچنین استفاده از روش اجزاء محدود در مسائل شکل دهی وقت گیر است و بستگی زیادی به تجربه کاربر دارد. روش های بهینه سازی عددی در سال های اخیر به طور چشمگیری در فرآیند شکل دهی ورق به کار گرفته شده و با آنالیز اجزاء محدود یکپارچه شده اند. در پیشرفته ترین این روش ها، همیشه تعدادی از پارامتر های موثر بر این فرآیند پیچیده به عنوان متغیر های اصلی در نظر گرفته شده و بهینه سازی بر روی آنها انجام شده است. در بحث بهینه سازی معمولا یک تابع هدف کمینه می شود که وابسته به پارامترهای طراحی می باشد. به طور کلی، بسیاری از مسائل مهندسی چند هدفه می باشند، که در مقایسه با مسئله تک هدفه، این مسائل برای کمینه یا بیشینه کردن همزمان تمام توابع هدف در مواقعی که رابطه ای بین آنها وجود ندارد بسیار مشکل می-باشند. در بسیاری از پژوهش ها، برای دستیابی به پارامترهای بهینه فرآیند شکل دهی ورق، مسئله چند هدفه به یک مسئله تک هدفه تبدیل شده و سپس از آنالیز اجزا محدود و روش بهینه سازی استفاده شده است. در روش پیشنهادی این پژوهش پارامترهای موثر در فرآیند در بهینه سازی در نظر گرفته شده و چندین تابع هدف بطور همزمان بهینه سازی می شوند که برای این منظور از ترکیب چند روش استفاده خواهد شد. هدف این پژوهش کمینه کردن توابع ناسازگار گسیختگی و چروکیدگی به صورت همزمان بوده است. متغیرهای طراحی نیروی ورقگیر و پارامتر های هندسی بیدهای کششی در نظر گرفته شده اند. برای طراحی فضای آزمایش و پیدا کردن رابطه بین متغیر ها و توابع هدف، مدل سطح پاسخ به کار گرفته شده است. برای مدل سازی فضای طراحی از دو مدل فاکتورگیری کامل و واریانس بهینه استفاده و دو مدل مقایسه شده اند. توابع هدف با به کارگیری نمودار حد شکل دهی تعریف و نمودار مذکور توسط آزمایش کشش خارج از صفحه به دست آمده است. شبیه سازی فرآیند با استفاده از آنالیز اجزاء محدود و بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با تکیه بر جبهه پارتو انجام شده است. روش پیشنهادی با طریق ترکیب آنالیز اجزا محدود، طراحی آزمایش، مدل سطح پاسخ و الگوریتم ژنتیک چند هدفه، روی سه مدل مختلف بررسی شده و نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش معرفی شده در بهینه سازی فرآیند شکل دهی ورق بسیار موثر و کاربردی می باشد. این روش به زمان تحلیل کوتاه تری نیاز دارد و نتایج طراحی دقیق تر و مطمئن تری را ارائه می دهد.